天天看點

夜空為什麼是黑的?

夜空為什麼是黑的?

答:

這個問題比較顯然的答案是:白天的時候,陽光經過大氣層散射,然後進入我們的眼睛,是以白天很亮。晚上的時候,由于地球的自轉,我們處于地球的背面,太陽照射不到,是以夜空是黑的。

但是其實要真正解決這個問題并沒有那麼簡單。我們處于廣袤的宇宙之中,宇宙中有無數像太陽一樣的發光體,假如将地球接收到的來自無限大宇宙的所有發光體的光子累計,通過積分計算,不難發現結果是趨于無窮的,也就是說地球上以及宇宙其他任意星球上本應該是永遠亮着的。這個問題就是奧伯斯佯謬。

但事實顯然不是這樣的,問題的關鍵是宇宙的膨脹。由于宇宙的膨脹,整個宇宙的發光體密度實際上在降低,而且部分發光體在遠離我們,這會導緻光波的紅移,即光子的能量降低。另一方面,根據宇宙膨脹理論,宇宙存在一個初始點,距今約137億年,這就意味着我們隻能看到距離我們137億光年以内的發光體,宇宙深處的光子來不及傳播到地球上。是以,地球接收到的光子實際上是來自于離地球比較近的一部分宇宙空間,且能量在不斷降低,這些能量有限,數目也有限的光子确實不足以照亮地球,實際上宇宙存在微波背景輻射,也正是來源于這些能量不高的光子,微波背景輻射的波長在厘米級,已經超出了人眼的感覺範圍,是以我們看到的夜空是黑的。

參考資料:

夜空為什麼是黑色的?| 天問專欄

by 有衡

夜空為什麼是黑的?